(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルと、該液体が充填される圧力室および圧力室に液体を供給するための流路が形成された３次元構造体と、該圧力室内の液体を該ノズルから吐出させるための駆動素子と、該ノズルが形成された基材表面上に設けられた撥水膜と、を備えたヘッドモジュールをライン状に複数配置して形成される液体吐出ヘッドであって、
複数の前記ヘッドモジュールの前記基材表面の端部、または、複数の前記ヘッドモジュールの境界領域の少なくとも一方に保湿部材を配置し、
前記保湿部材は、複数の材料で構成されており、該保湿部材の前記基材側と表面側で成分が異なり、前記基材側の成分は保湿性の高い材料であり、前記表面側の成分は硬度の高い材料であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記保湿部材は、原料であるジアミンと、ジカルボン酸無水物と、イソシアナートと、の組成比を変更することで、前記保湿部材の表面側は耐擦性に優れるポリイミドの配合量が多く、前記保湿部材の基材側に向かい、保湿性に優れる尿素の配合量が多くなる傾斜組成であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を吐出するノズルと、該液体が充填される圧力室および圧力室に液体を供給するための流路が形成された３次元構造体と、該圧力室内の液体を該ノズルから吐出させるための駆動素子と、該ノズルが形成された基材表面上に設けられた撥水膜と、を備えたヘッドモジュールをライン状に複数配置して形成される液体吐出ヘッドであって、
複数の前記ヘッドモジュールの前記基材表面の端部、または、複数の前記ヘッドモジュールの境界領域の少なくとも一方に保湿部材を配置し、
前記保湿部材の前記基材から突出している膜厚が、５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記保湿部材は、尿素系樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１または３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記尿素系樹脂は、ジアミンと、ジイソシアナートまたはジカルボン酸無水物を重合することにより得られる樹脂の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記保湿部材は薄膜であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記保湿部材の表面が、エンボス構造または凹凸構造であることを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記保湿部材が、多孔質構造であることを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記基材は、前記保湿部材を配置する位置が凹形状となっており、該保湿部材は、該基材に埋め込まれていることを特徴とする請求項１から８いずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に係り、特に、液体吐出ヘッドのメンテナンス性を向上させた液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドから記録媒体上にインク液滴を吐出して所望の画像を形成するインクジェット記録装置が広く用いられている。インクジェット記録装置では、インク吐出によるノズル周辺へのインク付着を除去するためにウエブ（布）などによる拭き取りメンテナンスが採用されている。拭き取りメンテナンスは、ノズルを洗浄するための洗浄液を含浸させたウエブで、ノズル面に付着したインク残渣を一定時間間隔で拭き取ることにより行なっている。しかし、ヘッドモジュールを連接した長尺のラインヘッドの場合、その長さが長くなるほどウエブに含浸させた洗浄液の保持が難しくなる。また、洗浄液を多くすると、ノズル内に洗浄液が入りこむため、インク濃度低減やノズル外部からのゴミ詰まりの原因となる。逆に洗浄液が少なすぎるとラインヘッドの終端部では、充分な洗浄液が保持されず、拭き取り性の悪化や、乾燥ウエブによりノズル面に傷が発生する原因となっていた。
【０００３】
特に、ノズル面表面には撥水性を機能させる撥水材料がコーティングされているのが一般的である。乾燥ウエブにより撥水材料が劣化すると、ノズル近傍へのインクの付着やゴミの付着のしやすさに繋がるため、インク吐出の不安定化を引き起こし、印字ムラを発生させていた。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば、下記の特許文献１には、撥水領域であるノズル面の近傍に親水領域を設け、ブレードを用いてクリーニングを良好に行なうことが記載されている。特許文献２には、吐出口の近傍に保湿部材を配置し、吐出口の湿度を一定に保つ記録ヘッドが記載されている。また、特許文献３には、吐出口の近傍に複数の保湿穴を設け、吐出口の乾燥を抑制する記録ヘッドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５８０９６号公報
【特許文献２】特開２００６−８８６８９号公報
【特許文献３】特開２００４−２０９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１から３に記載されているような、ヘッド側へ保湿維持機構を付与する場合、ノズル周辺近傍への保湿維持機構を配置することは、高密度のノズル配置の場合は困難であった。また、ウエブの保湿力を強化するために、ウエブ機構への設計変更を挙げることができるが、複雑な設計によるコストアップに繋がる問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッド側に保湿機構を設けることで、複雑なシステムを設けることなく、拭き取りメンテナンスによるインク吐出信頼性の向上を行なうことができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、液体を吐出するノズルと、該液体が充填される圧力室および圧力室に液体を供給するための流路が形成された３次元構造体と、該圧力室内の液体を該ノズルから吐出させるための駆動素子と、該ノズルが形成された基材表面上に設けられた撥水膜と、を備えたヘッドモジュールをライン状に複数配置して形成される液体吐出ヘッドであって、複数の前記ヘッドモジュールの前記基材表面の端部、または、複数の前記ヘッドモジュールの境界領域の少なくとも一方に保湿部材を配置し、前記保湿部材は、複数の材料で構成されており、該保湿部材の前記基材側と表面側で成分が異なり、前記基材側の成分は保湿性の高い材料であり、前記表面側の成分は硬度の高い材料であることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【０００９】
請求項１によれば、液体吐出ヘッドのヘッドモジュールの端部、または、境界領域に保湿部材を配置しているので、液体吐出ヘッドの基材表面（ノズル面）を拭き取るワイパーが保湿部材に接触することで、ノズル洗浄液が染み込んだワイパーの保湿性を安定させることができる。したがって、ワイパーによるメンテナンス時において、ワイパーが乾燥することを防止することができるので、乾燥したワイパーで拭き取ることにより基材表面の撥水膜を傷つけることがない。そのため、基材表面の撥水膜のワイプ耐久性を向上させることができる。
また、保湿部材を複数の材料で構成し、保湿部材の表面側を硬度の高い材料とし、保湿部材の基材側を保湿性の高い材料とすることで、保湿部材の保湿性を維持しつつ、保湿部材表面の耐久性を向上させることができる。
【００１０】
なお、本発明において、「ライン状」とは、一列でヘッドモジュールを配置する構成のみでなく、複数列でヘッドモジュールを配置し、液体吐出ヘッド全体でライン状に配列しているものも含むものとする。
請求項２は請求項１において、前記保湿部材は、原料であるジアミンと、ジカルボン酸無水物と、イソシアナートと、の組成比を変更することで、前記保湿部材の表面側は耐擦性に優れるポリイミドの配合量が多く、前記保湿部材の基材側に向かい、保湿性に優れる尿素の配合量が多くなる傾斜組成であることを特徴とする。
請求項２によれば、傾斜組成とすることで、保湿部材自体の組成の違いによる界面を無くすことができるので、保湿部材の耐久性を向上させることができる。
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、液体を吐出するノズルと、該液体が充填される圧力室および圧力室に液体を供給するための流路が形成された３次元構造体と、該圧力室内の液体を該ノズルから吐出させるための駆動素子と、該ノズルが形成された基材表面上に設けられた撥水膜と、を備えたヘッドモジュールをライン状に複数配置して形成される液体吐出ヘッドであって、複数の前記ヘッドモジュールの前記基材表面の端部、または、複数の前記ヘッドモジュールの境界領域の少なくとも一方に保湿部材を配置し、前記保湿部材の前記基材から突出している膜厚が、５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
請求項３によれば、保湿部材の基材から突出している部分の膜厚を上記範囲とすることにより、保湿部材を設けた影響を考慮することなく、基材表面の洗浄を行なうことができる。
【００１１】
請求項４は請求項１または３において、前記保湿部材は、尿素系樹脂により形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５は請求項４において、前記尿素系樹脂は、ジアミンと、ジイソシアナートまたはジカルボン酸無水物を重合することにより得られる樹脂の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４および５によれば、保湿部材として含水量の多い尿素系樹脂を用いているので、長期間にわたり拭き取りメンテナンス時のワイパーの保湿性を安定させることができる。尿素系樹脂は、上記物質のいずれか１つを原料とすることが好ましい。
【００１４】
請求項６は請求項１から５いずれか１項において、前記保湿部材は薄膜であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６によれば、保湿部材が薄膜であるので、保湿部材の影響を考慮することなく、基材表面の洗浄を行なうことができる。
【００１６】
請求項７は請求項１から６いずれか１項において、前記保湿部材の表面が、エンボス構造または凹凸構造であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８は請求項１から７いずれか１項において、前記保湿部材が、多孔質構造であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７または８によれば、保湿部材の表面積を大きくすることができるので、保湿部材とワイパーの接触面積を大きくすることができ、ワイパーの保湿性を向上させることができる。
【００２３】
請求項９は請求項１から８いずれか１項において、前記基材は、前記保湿部材を配置する位置が凹形状となっており、該保湿部材は、該基材に埋め込まれていることを特徴とする。
【００２４】
請求項９によれば、基材自体を凹形状とし、基材の凹形状部分に保湿部材を配置しているので、保湿部材の膜厚を増やすことができるので、長期にわたりワイパーの保湿性を安定化させることができる。
【００２７】
本発明の請求項１０は、前記目的を達成するために、請求項１から９いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液体吐出装置を提供する。
【００２８】
請求項１から９に記載の液体吐出ヘッドは、基材表面の撥水膜の耐久性を向上させることができるので、液体吐出装置に適用することで、インク吐出性の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置によれば、複数のヘッドモジュールで形成されるライン状の液体吐出ヘッドの各ヘッドモジュールの端部、または、境界領域に保湿部材を配置したので、メンテナンス時に基材表面を拭き取るワイパーの保湿性を安定化させることができる。したがって、基材表面の撥水膜の耐久性を向上させることができるので、インク吐出の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】インクジェットヘッドのヘッドモジュールを説明する図である。
【図３】インクジェットヘッドの他のヘッドモジュールの配置を説明する図である。
【図４】ヘッドモジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】表面加工処理後の保湿部材の保湿部材の形状を説明する図である。
【図６】保湿部材の他の構成を説明する図である。
【図７】保湿部材のさらに他の構成を説明する図である。
【図８】実施例１の結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に従って、本発明に係る液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３２】
［インクジェット記録装置の全体構成］
本発明の液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置の一例として、液体吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置について説明する。
【００３３】
図１は、インクジェット記録装置の構成図である。このインクジェット記録装置１００は、描画部１１６の圧胴（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体１２４（便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体１２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体１２４上に画像形成を行なう２液反応（凝集）方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【００３４】
図示のように、インクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、および排出部１２２を備えて構成される。
【００３５】
（給紙部）
給紙部１１２は、記録媒体１２４を処理液付与部１１４に供給する機構であり、当該給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体１２４が積層されている。給紙部１１２には、給紙トレイ１５０が設けられ、この給紙トレイ１５０から記録媒体１２４が一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙される。
【００３６】
（処理液付与部）
処理液付与部１１４は、記録媒体１２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【００３７】
処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体１２４は、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。
【００３８】
（描画部）
描画部１１６は、描画ドラム（第２の搬送体）１７０、用紙抑えローラ１７４、およびインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを備えている。描画ドラム１７０はその外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備える。描画ドラム１７０に固定された記録媒体１２４は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙからインクが付与される。
【００３９】
インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙはそれぞれ、記録媒体１２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）とすることが好ましい。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙは、記録媒体１２４の搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【００４０】
描画ドラム１７０上に密着保持された記録媒体１２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部１１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体１２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体１２４の記録面に画像が形成される。
【００４１】
描画部１１６で画像が形成された記録媒体１２４は、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。
【００４２】
（乾燥部）
乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図１に示すように、乾燥ドラム１７６、および溶媒乾燥装置１７８を備えている。
【００４３】
溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ１８０と、各ハロゲンヒータ１８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル１８２とで構成される。
【００４４】
乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体１２４は、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４へ受け渡される。
【００４５】
（定着部）
定着部１２０は、定着ドラム１８４、ハロゲンヒータ１８６、定着ローラ１８８、およびインラインセンサ１９０で構成される。
【００４６】
定着ドラム１８４の回転により、記録媒体１２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ１８６による予備加熱と、定着ローラ１８８による定着処理と、インラインセンサ１９０による検査が行われる。
【００４７】
定着ローラ１８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性熱可塑性樹脂微粒子を溶着し、インクを皮膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体１２４を加熱加圧するように構成される。
【００４８】
上記の如く構成された定着部１２０によれば、乾燥部１１８で形成された薄層の画像層内の熱可塑性樹脂微粒子が定着ローラ１８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体１２４に固定定着させることができる。
【００４９】
また、インク中にＵＶ硬化性モノマーを含有させた場合は、乾燥部で水分を充分に揮発させた後に、ＵＶ照射ランプを備えた定着部で、画像にＵＶを照射することで、ＵＶ硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。
【００５０】
（排出部）
図１に示すように、定着部１２０に続いて排出部１２２が設けられている。排出部１２２は、排出トレイ１９２を備えており、この排出トレイ１９２と定着部１２０の定着ドラム１８４との間に、これらに対接するように渡し胴１９４、搬送ベルト１９６、張架ローラ１９８が設けられている。記録媒体１２４は、渡し胴１９４により搬送ベルト１９６に送られ、排出トレイ１９２に排出される。
【００５１】
なお、図１においてはドラム搬送方式のインクジェット記録装置について説明したが、ベルト搬送方式のインクジェット記録装置などにおいても用いることができる。  
【００５２】
〔インクジェットヘッドの構造〕
次にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの構造について説明する。なお、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号２００によってヘッドを示すものとする。
【００５３】
図２は、インクジェットヘッド２００の基材面（ノズル面）を説明する図である。本発明は、複数のヘッドモジュール２５０をライン状に配置して形成されたライン状ヘッドである。
【００５４】
記録媒体１２４上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッドモジュール２５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッドモジュール２５０は、図２に示したように、インク吐出口であるノズル２５１を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（記録媒体１２４の搬送方向Ｓと直交する方向Ｍ）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５５】
ヘッドモジュール２５０をライン状に接合する場合、接合部でのノズル欠陥を防止するため、図２に示すように、オアーバーラップ部分を確保するために、端部を斜めにカットし、斜め角度を鋭角にする必要がある。
【００５６】
本発明においては、図２に示す矢印Ｍ方向に沿って、ワイパー２７０により拭き取りメンテナンスを行なう際、洗浄液が染み込んだワイパー２７０の保湿性を安定させるため、各ヘッドモジュール２５０の端部、あるいは、各ヘッドモジュール２５０の境界領域に保湿部材２６０を備える。保湿部材２６０の幅が広くなる程、オーバーラップ部分を確保するために、ヘッドモジュール２５０の端部の角度を鋭角にする必要がある。
【００５７】
また、記録媒体１２４の搬送方向（図２中矢印Ｓ）と略直交する方向（図２中矢印Ｍ）に記録媒体１２４の画像形成領域の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は、図２の例に限定されない。図２に示す例では、ノズルのレイアウトが複雑になることから、図３に示すように、ヘッドモジュール２５０’を長方形形状とし、ライン状配置時には、ケース２８０にはめ込み、千鳥配置とする構成も可能である。この場合、保湿部材２６０’の配置は、図３に示すように、ヘッドモジュール２５０’の端部に配置することもできる。また、ヘッドモジュール２５０’間のケース２８０に配置することも可能であり、この場合、保湿部材２６０’をヘッドモジュール２５０’間に複数配置することもできる。
【００５８】
保湿部材２６０のサイズとしては、ワイパー２７０の洗浄方向（図２、３中矢印Ｍ）の長さは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、ワイパーの洗浄方向と直交する方向（図２、３中の矢印Ｓ）の保湿部材の長さはノズル形成エリアの長さに準じ、ノズル形成エリアより大きい範囲とする。上記範囲とすることで、長期にわたり洗浄時のワイパーの保湿性を安定させることができる。
【００５９】
また、保湿部材２６０は薄膜であることが好ましく、具体的には、膜厚は１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。膜厚を上記範囲とすることにより、保湿部材２６０を配置した影響を受けることなく、基材表面のメンテナンスを行なうことができる。
【００６０】
ワイパー２７０としては、ノズル洗浄液が染み込んだ保湿性を持たせることができる材料が好ましい。このような材料として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などからなる合成繊維による布などを用いることができる。
【００６１】
［ヘッドモジュールの製造方法］
図４を用いて、本発明に係る液体吐出ヘッド（ヘッドモジュール）の製造方法を説明する。なお、図４は、ヘッドモジュールに形成される１つのインク室ユニットで説明を行なう。
【００６２】
（１）下部電極形成工程
図４（ａ）には、表面絶縁基板であるＳＯＩ基板（ＳｉＯ２の絶縁膜を備えたシリコン基板、以下、基板と記載する）１０に、下部電極となる金属膜１８を成膜した状態を図示する。基板１０は、シリコン基材と、シリコン酸化膜からなる絶縁膜と、シリコン基材と、シリコン酸化膜からなる絶縁層と、を下から順に積層した構造を有している。
【００６３】
金属膜１８は、基板１０の上面（絶縁層が形成されている面）に、スパッタ、蒸着などの手法を用いて成膜する。その後、金属膜１８は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて所定の形状に加工される。金属膜（下部電極）１８には、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）などが好適に用いられる。
【００６４】
なお、下部電極１８の配置パターンが圧電素子を含む圧電アクチュエータ（図４（ｄ）〜（ｆ）に符号２５で示す構造体）の配置パターンとなり、この圧電アクチュエータの配置パターンに対応してインクを吐出ノズルや圧力室（図４（ｆ）符号１２４で図示）が配置される。言い換えると、インクを吐出するノズルや圧力室の配置に対応して下部電極１８の配置パターンが決められる。
【００６５】
（２）圧電体膜成膜工程
下部電極（金属膜）１８が所定の形状（パターン）に加工されると、下部電極１８の上側（下部電極１８の基板１０と反対側）の面には、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などのエピタキシャル成長法による薄膜形成プロセスを用いて、配向性を持つ圧電体膜２０が形成される。圧電体膜２０には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、Ｐｂ(Ｚｒ,Ｔｉ)Ｏ３）が好適に用いられる。図４（Ｂ）には、圧電体膜２０が成膜された状態を図示する。
【００６６】
（３）上部電極成膜工程
圧電体膜２０が成膜されると、圧電体膜２０の上側（圧電体膜２０の下部電極１８と反対側）の面には、スパッタ、蒸着などの手法を用いて上部電極となる金属膜２２が成膜される。金属膜（上部電極）２２には、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）などが好適に用いられる。
【００６７】
その後、金属膜（上部電極）２２は所定の形状にパターンニングされる。なお、上部電極２２のパターンニングや下部電極１８のパターンニングにはエッチングが好適に用いられ、当該上部電極２２（下部電極１８）のパターンニング（エッチング処理）は１５０℃程度の温度で行われる。図４（ｃ）には、上部電極となる金属膜２２が成膜された状態を図示する。
【００６８】
（４）圧力室形成工程
次に、エッチング等の手法を用いて、基板１０に圧力室となる開口（形状）２４が形成される。図４（ｄ）には、圧力室となる開口２４が形成された状態を図示する。
【００６９】
（５）流路基板接合工程、ノズル基板接合工程
図４（ｅ）に示すように、圧力室２４が形成されると、基板１０の圧力室２４が形成される側には、インク流路となる構造（溝、穴など）を有する流路基板２６が接合される。基板１０と流路基板２６とを接合する際には、インク流路と圧力室２４が正確に位置合わせされる。
【００７０】
さらに、ノズルとなる微細孔２７が形成されたノズル基板２８を流路基板２６の基板１０と反対側に接合し、液体吐出ヘッド構造体となる。ノズル基板２８と流路基板２６とを接合する際には、微細孔２７と吐出側流路が正確に位置合わせされる。図４（ｅ）には、流路基板２６およびノズル基板２８が接合された状態を図示する。
【００７１】
（６）撥水膜形成工程
その後、ノズル基板２８の流路基板２６と接合させる反対側に、撥水膜２９を形成する。図４（ｆ）には、撥水膜２９が形成された状態を図示する。撥水膜を形成することで、吐出後のインクの付着を防止することができるので、インク液滴の吐出方向のばらつきを抑制することができる。
【００７２】
撥水膜としては、例えば、物理的気相成長法（蒸着法、スパッタリング法など）や化学気相成長法（ＣＶＤ法、ＡＬＤ法など）などのドライプロセス法や、ゾルゲル法、塗布法などのウェットプロセス法などによって形成される金属アルコキシド系撥液膜、シリコン系撥液膜、フッ素含有系撥液膜（フッ素含有系撥液膜の市販品として、Ｓｉ基材上に優れた密着性を有する旭硝子社製のサイトップ、Ｔ＆Ｋ社製のＮＡＮＯＳ、ダイキン工業社製のオプツールなどがあり、また、Ｇｅｌｅｓｔの販売しているシランカップリング剤など、シロキサン結合可能で膜表面にＣＦ系の基がくる膜であれば良い）などを用いることができる。特に有機膜中にフッ素原子を含ませることにより、有機膜に撥水性を持たせることができるのでフッ素系シランカップリング剤を用いることが好ましい。
【００７３】
なお、上述した方法では、基板に、スパッタ、蒸着などの手法により成膜する方法について説明したが、本発明の液体吐出ヘッドはこれに限定されず、焼結によりバルク状に形成されたバルク焼結圧電体をヘッド筐体（シリコン）に接着剤などで接着させることで、製造することも可能である。
【００７４】
［保湿部材の形成方法］
次に、上記で形成されたヘッドモジュールの端部に保湿部材２６０の形成を行なう。保湿部材２６０の形成は、リソグラフィープロセスとの適合性から薄膜形成プロセスにより行なうことが好ましい。モノマーを同時蒸着し、基材表面での逐次重合により高分子膜を得ることができる。保湿部材のノズル面へのパターニングはレジスト材料を用いたリフトオフにより行なうことができる。
【００７５】
リフトオフによる方法としては、保湿部材を配置する周辺部分にのみレジストパターンを形成する。なお保湿部材配置の周辺部にあたるモジュールの端部には上記撥水膜が形成されないようあらかじめ撥水膜非形成領域としておく（撥水膜が形成されているとその上にレジストパターニングをすることはできない）。また、撥水膜が形成されている領域上にはメタルマスクを配置するようにして、撥水膜状に保湿材料が蒸着されないようにする。保湿部材を蒸着後に残されたレジストパターンを有機溶剤により除去する。こうしてリフトオフとメタルマスクを使うことで、モジュール端部の所望の位置に所望のパターンで保湿剤を形成することが可能である。なお、上記撥水膜の形成工程を、保湿剤配置の工程の後に行っても良い。この場合、先にリフトオフにより保湿剤を形成した後、保湿剤部分にメタルマスクを配置して撥水膜を成膜することで、所望の保湿剤、撥水膜形成パターンを得ることができる。
【００７６】
また、図３に示すようなヘッドモジュール２５０’を千鳥状に配置し、ヘッドモジュール２５０’の間に保湿部材２６０’を配置する場合は、ヘッドモジュール２５０’をはめ込むケース２８０上に保湿部材２６０’を形成する。この場合も、上述した方法と同様の方法で保湿部材を形成することができる。
【００７７】
また、保湿力を向上させるために、保湿部材の表面加工処理を行なうことが好ましい。表面加工処理としては、例えば、大気圧プラズマを照射することで、図５（ａ）に示すように、表面を粗くし、表面積を増大させる方法を挙げることができる。また、レジスト材料により、リソグラフィーパターンマスクを保湿部材上に形成し、ドライエッチングによりマスク開口部を加工することで、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、エンボス構造や、凹凸構造を形成することができる。これにより、保湿部材の表面積を増大させることができる。
【００７８】
表面積の調整は、プラズマ照射であれば、プラズマ強度や時間を調節することで制御することができる。また、ドライエッチングであれば、凹凸パターンの密度やサイズを任意にレイアウトすることで、孔加工部の深さや断面形状を任意に制御することができる。
【００７９】
［保湿部材］
本発明で使用することができる保湿部材の原料としては、尿素系の樹脂、ポリ尿素化合物を用いることが好ましい。尿素系の樹脂、ポリ尿素化合物は水分を多く保持することができるので、拭き取る際のワイパーの乾燥することを防ぐことができる。また、インクとのマッチングも良いので、保湿部材がインクに触れても劣化することがない。尿素系の樹脂、ポリ尿素系化合物としては、例えば、ジアミン、ジイソシアナート、ジカルボン酸無水物から重合してできる材料を用いることができる。
【００８０】
ただし、インク組成を調整することで、保湿部材の安定化制御が可能であるので、他の材料として、グリセリン、ポリグリセリン、１，３−ブチレングリコール、ソルビトール、キシリトール、マルチトール、エリスリトール、ムコ多糖、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリンおよびケラタン硫酸などのムコ多糖類およびそれらの塩、コラーゲン、エラスチン、ケラチンなどのタンパク質およびそれらの誘導体並びにそれらの塩、ソルビトール、イノシトール、トレハロース、ピロリドンカルボン酸およびその塩などを使用することもできる。
【００８１】
［保湿部材の他の構成］
図６に保湿部材の他の構成を示す。保湿部材の保湿能力を高めることにより、保湿部材の硬度が低くなる場合、メンテナンス時のワイパーにより保湿部材が劣化しやすくなり、保湿部材の耐擦性が問題となってくる。したがって、保湿部材を図６に示すように、保湿部材の表面部には、比較的硬度の高い薄膜３６１を配置し、基材（ヘッドモジュール２５０）側には、比較的保湿性の高い材料を配置する積層薄膜構造とすることで、保湿部材３６０の保湿能力を維持した状態で、保湿部材の表面の硬度を向上させることができる。
【００８２】
このような構造とするためには、例えば、次のように形成することができる。原料としてジアミンとジカルボン酸無水物を重合させることで、耐擦性に優れるポリイミドを形成することができ、ジアミンとイソシアナートを重合させることで、保湿性に優れる尿素薄膜を形成することができる。基材側に、まず、ジアミンとイソシアナートを重合させ尿素薄膜を形成した後、ジアミンとジカルボン酸無水物からポリイミドを形成することで、保湿能力が高く、表面の耐擦性に優れた保湿部材を形成することができる。なお、各層の膜厚は、目的とする保湿部材の強度、保湿性能により適宜変更が可能である。また、積層薄膜構造は２層に限定されず、３層以上の構造とすることができる。
【００８３】
また、積層構造ではなく、表面側から基材側にいくにつれ、高い耐擦性を有する性質から高い保湿性を有する性質になるように、保湿部材を傾斜構造とすることができる。このような構成とするためには、例えば、上記で記載したジアミン、ジカルボン酸無水物、イソシアナートの組成比を変更しながら重合することで形成することができる。このような構成とすることで、耐擦性と保湿性に優れ、かつ、保湿部材において、材料による層の界面を無くすことができるので、保湿部材自体の強度を向上させることができる。
【００８４】
図７は、保湿部材のさらに他の構成を示す図である。本実施形態においては、さらに保湿性を高めるため、保湿部材配置部の基材（ヘッドモジュール２５０）を凹構造として保湿部材４６０を配置することで、みかけの保湿部材４６０の膜厚を変更せずに、保湿性能を向上させることができる。
【００８５】
ノズル面に凹形状を形成するためには、まず、ノズル面の保湿部材配置対応部分（ノズル部分も含めて非加工部分）にレジストマスクの開口パターンを形成する。その後、ドライエッチングによりレジスト開口部の孔加工を行なう。孔の深さは、ドライエッチングのプラズマ照射時間により制御を行なう。その後、レジストマスクをそのまま残して保湿部材の成膜を行なった後、リフトオフ法によりレジスト部分を除去することで、所望の部位のみ保湿部材をパターン形成することができる。
【００８６】
保湿部材４６０の基材（ヘッドモジュール２５０）から突出している膜厚は、上記で記載した膜厚と同じ膜厚とすることが好ましい。
【００８７】
［実施例］
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８８】
［実施例１］
ＳＯＩ基板上に下部電極、圧電体膜、上部電極からなる駆動用の圧電素子などを形成し、その後、ＳＯＩ基板をエッチングし、圧力室となる凹構造をエッチングにより形成した。これに、ドライエッチングにより、一定の間隔で２０μｍφのノズル孔加工を行ったノズルプレートを接着接合した。その後、ノズルプレート表面に撥水材料の蒸着成膜を行なった。撥水材料としては、市販のフッ素系高分子材料を用いた。
【００８９】
次に、ヘッドモジュールの端部に保湿部材の形成を行った。保湿部材の形成は、ジアミンとイソシアナートを同時蒸着し、基板表面で逐次重合させることによってポリ尿素薄膜を成膜した。膜厚は３００μｍであった。保湿部材のパターニングは、リフトオフ法を用いて行なった。また、保湿部材表面加工処理を行い、保湿力を向上させた。保湿部材表面加工処理は、大気圧プラズマに５分間照射することで表面を粗くし、表面積を増大させることで行なった。
【００９０】
形成された液体吐出ヘッドの撥水膜の耐久性試験を行った。比較例として、保湿部材を配置しない従来の液体吐出ヘッドとの比較例として用いた。耐久性試験は、単独モジュールのノズル面を水で濡らした状態で、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）による布によりワイピングを行い。１００００回のワイピングの後のノズル面の接触角（水）により撥水性劣化の判断を行なった。結果を図８に示す。保湿部材を配置しなかった比較例１の場合は、接触角がワイプ前は８０°であったのに対し、１００００回後の接触角は３０°に低下していた。一方、保湿部材を配置した実施例１では、１００００回後の接触角は７０°であり、撥水性劣化が抑制されていることが確認できた。
【００９１】
［実施例２］
保湿部材の材料を変更した以外は、実施例１と同様の方法により吐出ヘッドの形成を行った。
【００９２】
保湿部材の原料として、ジアミン、ジカルボン酸無水物、ジイソシアナートを用い、原料の配合比を変更し、基板側が尿素薄膜を主体成分となるようにし、表面側が尿素ポリイミドを主体成分となるように組成比を変更することで、保湿部材を傾斜組成薄膜とすることができた。保湿部材の非界面化により接合強度向上が見られた。また、表面側の保湿部材の強度を高くすることができるので、長期にわたりワイパーの保湿性を安定させることができた。
【００９３】
［実施例３］
ノズル面基板を凹形状にするため、まず、ノズル面の保湿部材配置対応部分にレジストマスク開口パターンを形成した。その後、ドライエッチングによりレジスト開口部の孔加工を行った。孔の深さは、ドライエッチングのプラズマ照射時間により制御を行い、２００μｍとした。レジストマスクを残したまま保湿部材の成膜を行なった。保湿部材の原料は、ジアミンとジイソシアナートを用い、この２種類のモノマーを同時蒸着し、基板表面で重合することで保湿性を有する高分子薄膜（保湿部材）を製造した。保湿部材の薄膜は５００μｍであった。その後、リフトオフ法により、レジスト部分を除去することで、所望の部分に保湿部材が配置されたパターンを形成することができた。基材から突出している厚みは３００μｍであるが、保湿部材の厚みは５００μｍであるので、撥水膜の耐久性を接触角により確認したところ、保湿部材の厚みが３００μｍの場合と比較して、約１．５倍に向上していた。
【００９４】
また、基材の孔加工を行わず、保湿部材の膜厚を増加させると、ワイパーの走査時に膜減り、もしくは、膜剥離しやすいことが確認された。したがって、膜厚を増加したのみでは、保湿部材の保湿性は向上するが、膜厚増加によるワイパー接触時の圧力増加や膜自身の膜応力増加の影響により、膜の耐久性が劣化すると考えられる。したがって、ノズル面加工と膜厚増加を組み合わせることにより、基材加工の有効性が確認できた。
【符号の説明】
【００９５】
１０…ＳＯＩ基板（基板）、１８…下部電極（金属膜）、２０…圧電体膜、２２…上部電極（金属膜）、２４…圧力室、２６…流路基板、２８…ノズル基板、２９…撥水膜、１００…インクジェット記録装置、１１２…給紙部、１１４…処理液付与部、１１６…描画部、１１８…乾燥部、１２０…定着部、１２２…排出部、１２４…記録媒体、１７２、２００…インクジェットヘッド、２５０…ヘッドモジュール、２５１…ノズル、２６０、３６０、４６０…保湿部材、２７０…ワイパー、２８０…ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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